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半導體激光器

皮秒半導體激光器在量子通信中的應用(下)

星之球激光 來源:中國光學光電子行業(ye) 網2011-12-10 我要評論(0 )   

1992年,貝內(nei) 特又提出一種更簡單,但效率減半的方案,即B92方案。量子密碼術並不用於(yu) 傳(chuan) 輸密文,而是用於(yu) 建立、傳(chuan) 輸密碼本。根據量子力學的不確定性原理以及量子不可克隆...

1992年,貝內(nei) 特又提出一種更簡單,但效率減半的方案,即B92方案。量子密碼術並不用於(yu) 傳(chuan) 輸密文,而是用於(yu) 建立、傳(chuan) 輸密碼本。根據量子力學的不確定性原理以及量子不可克隆定理,任何竊聽者的存在都會(hui) 被發現,從(cong) 而保證密碼本的絕對安全,也就保證了加密信息的絕對安全。最初的量子密碼通信利用的都是光子的偏振特性,目前主流的實驗方案則用光子的相位特性進行編碼。目前,在量子密碼術實驗研究上進展最快的國家為(wei) 英國、瑞士和美國、中國。英國國防研究部於(yu) 1993年首先在光纖中實現了基於(yu) BB84方案的相位編碼量子密鑰分發,光纖傳(chuan) 輸長度為(wei) 10公裏。這項研究後來轉到英國通訊實驗室進行,到1995年,經多方改進,在30公裏長的光纖傳(chuan) 輸中成功實現了量子密鑰分發。與(yu) 偏振編碼相比,相位編碼的好處是對光的偏振態要求不那麽(me) 苛刻。在長距離的光纖傳(chuan) 輸中,光的偏振性會(hui) 退化,造成誤碼率的增加。然而,瑞士日內(nei) 瓦大學1993年基於(yu) BB84方案的偏振編碼方案,在1.1公裏長的光纖中傳(chuan) 輸1.3微米波長的光子,誤碼率僅(jin) 為(wei) 0.54%,並於(yu) 1995年在日內(nei) 瓦湖底鋪設的23公裏長民用光通信光纜中進行了實地表演,誤碼率為(wei) 3.4%。1997年,他們(men) 利用法拉第鏡消除了光纖中的雙折射等影響因素,使得係統的穩定性和使用的方便性大大提高,被稱為(wei) “即插即用”的量子密碼方案。美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室,創造了目前光纖中量子密碼通信距離的新紀錄。他們(men) 采用類似英國的實驗裝置,通過先進的電子手段,以B92方案成功地在長達48公裏的地下光纜中傳(chuan) 送量子密鑰,同時他們(men) 在自由空間裏也獲得了成功。1999年,瑞典和日本合作,在光纖中成功地進行了40公裏的量子密碼通信實驗。在中國,中科院物理所於(yu) 1995年以BB84方案在國內(nei) 首次做了演示性實驗,華東(dong) 師範大學用B92方案做了實驗,但也是在距離較短的自由空間裏進行的。1997年,中國科大潘建偉(wei) 在世界上首次成功地實現了量子態隱形傳(chuan) 送。2000年,中科院物理所與(yu) 研究生院合作,在850納米的單模光纖中完成了1.1公裏的量子密碼通信演示性實驗。2003年中國科大潘建偉(wei) 在世界上首次成功實現了自由量子態隱形傳(chuan) 輸以及糾纏交換;首次實現了未來長程量子通訊的關(guan) 鍵器件——糾纏態等很多理論和實踐上的突破,在多光子糾纏操縱方麵在國際上處於(yu) 領先地位。2005年底,中國科大郭光燦等在國際上首次解決(jue) 了量子密鑰分配過程的穩定性問題,經由實際通信光路實現了125公裏單向量子密鑰分配,成為(wei) 迄今國際上公開報道的最長距離的實用光纖量子密碼係統。

量子力學的研究進展導致了新興(xing) 交叉學科——量子信息學的誕生,為(wei) 信息科學展示了美好的前景。人類在20世紀能夠精確地操控航天飛機和搬動單個(ge) 原子,但卻未能掌握操控量子態的有效方法。在21世紀,人類應積極致力於(yu) 量子技術的開發,推動科學和技術更迅速地發展。

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